Herschel Uzay Gözlemevi çalışmalarını tamamladı.

29 Nisan 2013'te Herschel Kızılötesi Gözlemevi, helyum soğutma sıvısını tüketerek Evren'in en kapsamlı kızılötesi keşfini resmen sona erdirdi. İncelediği nesnelerin doğası gereği, Herschel Gözlemevi'nin sonu, öncekiler gibi, soğutmaya devam edememesi nedeniyle geldi.

Yaklaşık dört yıl önce, 14 Mayıs 2009'da fırlatılan uzay gözlemevi, faaliyeti süresince, insan gözünün göremediği spektrumun kızılötesi bölgesinin ilk kaşifi William Herschel'in onuruna verilen isme sonuna kadar yakıştı.

Herschel gözlemevi türünün ilk örneği değildi. Kızılötesi gökyüzü araştırmalarındaki öncülleri, 1983'te fırlatılan IRAS gözlemevi ve 1995'te fırlatılan ISO gözlemevi ile sırasıyla 2003 ve 2006'da faaliyete geçen Spitzer ve Akari teleskoplarıydı. Ancak Herschel, yalnızca ileri bir adımdan fazlasını temsil ediyordu; gerçek bir atılımdı: Uzay gözlemevleri arasında en büyüğü olan 3,5 metrelik ayna çapıyla Herschel teleskobu, teknik özelliklerinde öncüllerinden önemli ölçüde daha iyi performans göstererek daha hassas ve ayrıntılı veriler elde etmesini sağladı. Geniş spektral kapsamı, Herschel'i hem öncül uzay gözlemevlerinin kızılötesi aralığını hem de yer tabanlı teleskopların milimetre altı aralığını kapsayan bir tür köprü haline getirdi. Herschel, milimetre altı ile uzak kızılötesi (672-55 mikron) aralığında çalışıyordu ve spektrumun bu bölümüne adanmış tek tam teşekküllü uzay gözlemeviydi; bu da elde ettiği verileri benzersiz kılıyordu.

Uzay cisimleri, uzun dalga boylu radyo dalgalarından kısa dalga boylu X-ışınlarına ve gama ışınlarına kadar çeşitli spektral bölgelerde radyasyon yayarlar. Aynı cisim çeşitli spektral bölgelerde incelenebilir, ancak belirli bir bölgedeki emisyon süreçleri farklı dereceleri gösterir. Kızılötesi ve milimetre altı dalga boyları, radyasyonu dış kaynaklardan emilen fotonların yeniden emisyonu veya kendi termal radyasyonu olan soğuk cisimler hakkında bilgi sağlar. Bu tür cisimler optik veya morötesi gibi daha yüksek enerji aralıklarında radyasyon yaymazlar veya çok zayıf bir şekilde radyasyon yayarlar; bu da optik ve morötesi teleskoplarla tespit edilmelerini ve incelenmelerini zorlaştırır, hatta imkansız hale getirir. Bu nedenle, kızılötesi teleskopların temel "uzmanlık alanı" galaksiler, yıldız oluşum bölgeleri ve proto yıldızlar, toz diskleri ve asteroitlerdir. Soğuk yıldızlar (kahverengi cüceler) da kızılötesi aralıkta gözlenir. Kahverengi cücelerdeki termonükleer süreçler yıldızı optik aralıkta parlak ışık yaymaya yetecek kadar ısıtmaz ve bu nedenle bunlar da çoğunlukla kızılötesi teleskoplar kullanılarak gözlenir.

Birçok soğuk cismin sıcaklığı mutlak sıfıra yakındır ve bunları daha sıcak bir cihazla gözlemlemeye çalışmak, güneşli öğle vakti gökyüzünde bir yıldızı tespit etmeye çalışmak gibidir. Bu nedenle, soğutma bir kızılötesi gözlemevinin çalışması için çok önemlidir ve ömrü soğutma kapasitesiyle belirlenir. Herschel'in üç cihazı da (HiFi, PACS ve SPIRE) bir kriyostat ile soğutulmuştur (Şekil 1). Gözlemevi fırlatıldığında, -271°C'nin altındaki bir sıcaklıkta 2.000 litreden fazla süperakışkan helyum özel bir Dewar şişesine yerleştirildi. Sabit bir sıcaklıkta buharlaşan helyum, şişeyi yavaş yavaş boşalttı. EoHe'ye (helyum sonu) ulaşma anını (helyum kaynağının tükenmesi) belirlemek için gözlemevinin her yerine bir dizi sıcaklık sensörü yerleştirildi. 29 Nisan 2013 tarihinde iki tanesinde izin verilen sıcaklığın aşıldığı tespit edilerek EoHe momentinin resmi olarak ilan edilmesi sağlandı.

Herschel, çalışması sırasında çok sayıda nesne üzerinde çalışmalar yürüttü: galaksiler (Şekil 2), moleküler bulutlar, yıldızların etrafındaki toz diskleri, asteroitler (2029'da Dünya'nın yakınından geçecek olan Apophis asteroiti de dahil olmak üzere (Şekil 3)) ve kuyruklu yıldızlar.

Herschel tarafından elde edilen benzersiz görüntüler, yıldız oluşumunun bir tür resimli tarihi işlevi gördü (Şekil 4). Bu görüntüler, gazın türbülansla nasıl bozulduğunu ve soğuk moleküler bulutlarda filamentli yapıların oluşumuna nasıl yol açtığını anlamamıza yardımcı oldu. Koşullar uygunsa, kütleçekim devreye girerek filamentleri kompakt çekirdeklere böler. Bu çekirdeklerin derinliklerinde bulunan protoyıldızlar, çevredeki tozu hafifçe ısıtır; bu sıcaklık, mutlak sıfırın sadece birkaç derece üzerindedir, ancak Herschel'in hassas cihazlarının konumlarını tespit etmesi için yeterlidir.

Herschel ayrıca yeni doğan yıldızları çevreleyen gezegen öncesi disklerde su buharı ve toz taneciklerinin yüzeylerindeki ve kuyrukluyıldızlardaki buzlarda daha da fazla miktarda su keşfetti. Herschel'in Güneş Sistemi'ndeki bir nesne olan Hartley 2 Kuyrukluyıldızı'ndaki su buzunun bileşimine ilişkin verileri, kuyrukluyıldızın su buzunun izotopik oranının Dünya okyanuslarınınkiyle neredeyse aynı olduğu sonucuna varılmasını sağladı.

Gözlemevi, uzak galaksilerdeki yıldız oluşumunu inceleyerek, bazılarında bu sürecin, evrenin ilk yıllarında bile Samanyolu'ndakinden çok daha yoğun olduğunu keşfetti. Bir galaksinin, evrenin ilk milyar yılında böylesine bir yıldız oluşum hızını nasıl sürdürebildiği, galaksi oluşumu ve evrimini inceleyen bilim insanları için hâlâ çözülememiş bir gizem.

Gözlemevi faaliyetlerini durdurmuş olsa da, topladığı veri hacmi o kadar büyük ki, gökbilimciler bunları önümüzdeki yıllarda işleyip yorumlayacaklar. Herschel tarafından toplanan bilimsel veriler , Avrupa Uzay Ajansı'nın web sitesinde ilgilenen herkesin erişimine açıktır.

Kızılötesi gözlemlerdeki duraklamanın uzun sürmeyeceği umuluyor. Yakında, 2018'de, uzay tabanlı yeni bir kızılötesi gözlemevi olan James Webb Uzay Teleskobu'nun fırlatılması planlanıyor. Teleskobu, evreni yakın ve orta kızılötesi aralıkta inceleyecek. Bu arada, Rusya daha uzun dalga boylu bir cihaz olan Millimetron uzay gözlemevi üzerinde çalışıyor.

Kaynaklar: 1) Avrupa Uzay Ajansı web sitesinde Herschel araştırmasıyla ilgili bilgiler . 2) Herschel Bilim Merkezi (HSC) tarafından işletilen Herschel Astronomları web sitesi .

Olga Koçina